基于GIS的城市豎向規(guī)劃設計方法及研究

董永超

摘要：近年來，中國特色社會主義經(jīng)濟建設實現(xiàn)了快速健康發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程不斷推進，提升了我國新型城市工程建設管理水平。在現(xiàn)代城市規(guī)劃建設中，城市規(guī)劃工程設計技術(shù)作為基礎技術(shù)的組成部分，發(fā)揮著重要而關(guān)鍵的作用。然而，傳統(tǒng)建筑中使用的一些設計技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足當前的技術(shù)要求。因此，為了有效保證當前城市規(guī)劃工程設計的科學合理使用，有必要合理使用GIS等技術(shù)。基于此，本文首先分析了GIS設計技術(shù)在我國城市規(guī)劃和建筑設計實際應用中的一些特點，并對其具體技術(shù)應用進行了較為詳細的分析，以期為設計專業(yè)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：城市豎向規(guī)劃設計;GIS技術(shù);方法及研究

引言：

近年來，中國工業(yè)城市化項目建設取得了突出的技術(shù)進步，但這種傳統(tǒng)的管理方式在工業(yè)城市規(guī)劃建設管理中仍被許多地方采用。為了適應我國現(xiàn)代工業(yè)城市的快速發(fā)展，與時俱進，采用新的技術(shù)和方法來提高工作效率是非常必要的。GIS地理信息系統(tǒng)建設工程仍然是一個綜合性的技術(shù)過程。在當前城市規(guī)劃建設應用中，要充分利用先進的現(xiàn)代地理信息網(wǎng)絡技術(shù)，不斷加強地理智能系統(tǒng)建設。

一、GIS系統(tǒng)概述

隨著我國GIS系統(tǒng)等相關(guān)科學技術(shù)的不斷進步，它已廣泛應用于科學研究的各個方面，以及城市規(guī)劃設計中。這一知識體系已經(jīng)包含了許多相關(guān)學科，如城市地圖學、計算機科學技術(shù)、與城市調(diào)查相關(guān)的學科等。其理論內(nèi)容的全面覆蓋和具體觀察角度的不同特點，有助于城市規(guī)劃和建筑設計、交通運輸和土地資源利用管理等方面的實際發(fā)展和管理。在其調(diào)查數(shù)據(jù)和統(tǒng)計信息的綜合支持下，可以提高決策和城市規(guī)劃設計管理的技術(shù)科學水平。

首先，在GIS成像技術(shù)、遙感技術(shù)和全球定位技術(shù)等方面的研究和應用取得了更多新進展。各種信息技術(shù)的融合將使GIS技術(shù)更好地融合圖形、圖像等傳統(tǒng)電子信息技術(shù)，我們可以將地球上其他實體的信息以實時、準確的圖像直接呈現(xiàn)給現(xiàn)代人。其次，對面向?qū)ο蟮牡乩碇R信息服務系統(tǒng)本身的技術(shù)進行了升級，借助面向?qū)ο蟮牡乩碇R極大地改善了系統(tǒng)本身的優(yōu)缺點，數(shù)據(jù)共享、管理和用戶權(quán)限等功能得到了極大的優(yōu)化。最后，動態(tài)虛擬時空與3d技術(shù)的融合可以為動態(tài)時空綜合體的運營提供更多新的便利。同時，動態(tài)GIS與其他模型的相互應用，網(wǎng)絡處理技術(shù)與動態(tài)虛擬增強現(xiàn)實技術(shù)的融合，也在功能方面豐富了其他應用，可以輕松實現(xiàn)正向數(shù)據(jù)采集、編輯和反向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在軟件編程等二次開發(fā)應用方面也取得了新的成果。

二、目前豎向規(guī)劃面臨的問題

2.1城市建設要求更高

（1）低碳環(huán)保要求

豎向空間規(guī)劃設計不應僅僅是市場空間規(guī)劃策略的被動規(guī)劃結(jié)果，而應視為以發(fā)展目標和當前市場形勢為導向的主動空間規(guī)劃。在一個可以預控的空間里，前期的正確規(guī)劃可以避免后期不必要的利益糾紛。以前期土方平衡施工為例，如果將前期與后期項目發(fā)展規(guī)劃同步考慮，可以有效控制后期項目開挖的施工工作量和時間順序，有效減少前期不必要的人力、物力或財力浪費，減少后期長距離大規(guī)模土方開挖運輸過程帶來的道路交通和環(huán)境保護問題，使建設項目前期施工更加低碳環(huán)保。

（2）高品質(zhì)城市環(huán)境的要求

城市景觀豎向空間規(guī)劃既要充分考慮不同區(qū)域城市排水和防洪安全的整體需求，又要充分考慮自然生態(tài)、海綿等的整體要求。對于城市和景觀，又善于從更高的角度考慮整體布局和整體設計的整體城市空間設計水平。目前，我國極端干旱天氣越來越頻繁。許多大中城市的地下排水系統(tǒng)長期經(jīng)受多重壓力測試，全國許多地方出現(xiàn)了嚴重的內(nèi)澇，給人們的財產(chǎn)生活和日常工作環(huán)境造成了極大的不便。

2.2與城市建設中的其他專項規(guī)劃缺乏整合

作為現(xiàn)代城市規(guī)劃建設的重要基礎設施規(guī)劃，豎向城市規(guī)劃體系肩負著從源頭上節(jié)約的重要歷史使命。從建設項目的初期規(guī)劃設計階段，就要盡可能充分考慮其他城市后續(xù)專項規(guī)劃中的“互動”，以及規(guī)劃實施管理的多功能要求，統(tǒng)籌組織協(xié)調(diào)。

三、基于GIS系統(tǒng)的城市規(guī)劃設計可行性分析

近20年來，城市規(guī)劃信息采集、分析、建模、仿真、制圖、傳播等領(lǐng)域取得了長足的發(fā)展，整個城市規(guī)劃設計方法和技術(shù)手段都有了很大的創(chuàng)新。城市規(guī)劃信息設計的一個主要特點是所有的規(guī)劃信息都需要附加一定的表示空間物體屬性的信息，因此根據(jù)信息類型大致可以分為兩類：信息表示一個物體一定的空間屬性位置和形狀，稱為空間信息;由文字和數(shù)據(jù)組成的非空間信息。GIS本身的空間數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)可以幫助組織和管理空間數(shù)據(jù)與非城市空間數(shù)據(jù)之間關(guān)系的建立。它具有現(xiàn)代城市規(guī)劃和城市空間數(shù)據(jù)分析的綜合能力，同時能夠使一個GIS系統(tǒng)具備進一步管理和提供分析的空間數(shù)據(jù)處理能力，能夠很好地滿足當代城市法規(guī)的要求。城市規(guī)劃工程設計所涉及的城市地理整體信息分析得到的數(shù)據(jù)精度越來越高，數(shù)據(jù)分析的精度也越來越高。目前，國內(nèi)基于城市工程設計和系統(tǒng)制圖的地理軟件已經(jīng)基本不能滿足這一技術(shù)要求，而GIS系統(tǒng)可以實時模擬和全面描述一個城市的多個方面，準確分析和預測一個城市未來的經(jīng)濟發(fā)展趨勢。因此，基于地理信息系統(tǒng)的城市規(guī)劃設計將取代現(xiàn)有的模式。

四、基于GIS系統(tǒng)的城市規(guī)劃設計

在城市規(guī)劃圖設計過程中，需要實時采集和分析大量的城市數(shù)據(jù)和地理信息，GIS需要實時采集大量的城市地理數(shù)據(jù)，可以通過城市地圖信息數(shù)字化、實測地理數(shù)據(jù)、實驗地理數(shù)據(jù)、遙感全球定位系統(tǒng)定量數(shù)據(jù)、統(tǒng)計普查定量數(shù)據(jù)、理論信息、地理數(shù)據(jù)推測和定量估算、地理數(shù)據(jù)歷史記錄等多種信息渠道獲取。地理信息系統(tǒng)結(jié)合混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以完整地表達點和線的空間位置和相關(guān)性，這對空問網(wǎng)絡分析非常重要。GIS操作復雜，需要專業(yè)人員采集地形圖、地籍圖、房產(chǎn)圖等專題地圖。該操作側(cè)重于數(shù)據(jù)收集、分析和管理，從而分析空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并對空間數(shù)據(jù)進行分層。

基于GIS的城市規(guī)劃設計是以計量經(jīng)濟學地理學為基礎的。其主要特點是將定量規(guī)劃模型與空間表示相結(jié)合，建立空間分析模型。將城市規(guī)劃的定性和定量分析方法拓展到空間領(lǐng)域。

在基于GIS的城市規(guī)劃設計過程中，GIS系統(tǒng)的空間分析方法可以方便地應用于城市規(guī)劃設計的各種分析。土地資源的利用和建設可以有效地發(fā)揮建設投資的效益和經(jīng)濟合理性。同時，GIS系統(tǒng)極大地提高了屬性數(shù)據(jù)庫關(guān)系表的信息收集和查詢能力。

五、豎向規(guī)劃與海綿城市的融合

在總體規(guī)劃區(qū)內(nèi)，可在綠色建筑和住宅小區(qū)內(nèi)設置大量綠色建筑屋頂、透水材料等基礎設施;結(jié)合區(qū)域整體規(guī)劃設置大量海綿綠地和人工水系綠地可用性設施。比如可以結(jié)合人工水系和海綿綠地，建立大規(guī)模的人工海綿濕地。結(jié)合人工水系和綠地雨水回流主管道后，可在入口河口設置大型雨水回流蓄水池，也可在海綿綠地內(nèi)設置下沉式海綿綠地。道路建筑標高逐漸抬高后，可利用城市道路兩側(cè)設置的大型人工湖、濕地等各種海綿式城市節(jié)水措施，將雨水資源收集起來，直接流入當?shù)赜晁纬尚钏兀瑢崿F(xiàn)受低濕度影響的綜合開發(fā)。

結(jié)束語

豎向建筑空間規(guī)劃技術(shù)方案設計是目前我國城市總體規(guī)劃技術(shù)方案設計體系中主要的城市專項規(guī)劃之一。與其他同類城市的整體建筑空間規(guī)劃設計方案相比，可以直接比作一個整體形成“圖與底”的橫向空間關(guān)系，是我國城市空間總體規(guī)劃設計方案體系順利組織和有效實施的重要技術(shù)保障。與此同時，對于我國城市景觀場地整體排水處理，應注意將我國城市道路整體豎向高度的高程與組團式城市景觀工程建設有序、合理、緊密結(jié)合，避免相互沖突，造成城市場地整體排水困難等復雜環(huán)境問題。同時要定期采取環(huán)保、安全等相關(guān)技術(shù)配套措施，構(gòu)建完善的景觀工程設計實施周期和質(zhì)量安全保障體系，實現(xiàn)我國城市道路土方排水垃圾處理的產(chǎn)生、堆放、轉(zhuǎn)運、消納等各項功能的動態(tài)平衡。

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